116. Расчет оснований по деформации

Поскольку неравномерные осадки сооружения могут вызвать появление в нем недопустимых деформаций или нарушить нормальные условия эксплуатации, приходится ограничи­вать величины неравномерности осадок. Это ограничение сво­дится к проверке условия ∆s/L≤(∆s/L)_U или i≤i _U (1), где ∆s — разность между осадками соседних фундаментов, определяемая расчетом, в т.ч. с учетом фактора времени; L — расстояние между осями рассматриваемых соседних фундаментов; (∆s/L)_U — предельно допустимое значение относительной неравномерности осадки; i — крен сооружения по расчету; i_U — предельно допустимый крен сооружения.

Расчет основания по условию (1) является главным. Од­нако, чтобы убедиться в соблюдении этого условия, необходимо определить осадку каждого фундамента сооружения с учетом влияния загружения соседних фундаментов и площадей, а так­же с учетом возможных причин развития неравномерных оса­док фундаментов. Наблюдениями установлено, что неравномерности осадки являют­ся функцией средней осадки сооружения или абсолютной наи­большей осадки отдельных фундаментов. В связи с этим при горизонтальном залегании слоев достаточно убедиться в удов­летворении одного из следующих условий:; (2), где —средняя осадка сооружения по расчету; —предельное допустимое значение средней осадки сооружения; —абсолютная наибольшая осадка фундамента по расчету; —предельно допустимое значение абсолютной осадки фундамента.

Среднюю осадку сооружения определяют по формуле: ,(3)

где а₁, а₂, ..., а_n — число однотипных фундаментов с одинаковой осадкой даже при учете влиянии загружения соседних фундаментов; s₁, s₂, ..., s_n — осадки отдельных или ленточных фундаментов; A_1, A_{2 ,…,} An - площади подошвы этих фундаментов.

При расчете основания по условию (2) во многих случаях нет необходимости определять осадки большого числа фунда­ментов. Обычно достаточно найти осадку одного-двух наиболее загруженных фундаментов, на которые, кроме того, оказывает влияние загружение соседних фундаментов. Если полученные при расчете осадки будут меньше, то можно утверждать, чтоостальные фундаменты, менее загруженные, также будут иметь осадку, меньшую , т. е. условие (2) будет удовлетворено. Аналогично поступают при расчете, определяя осадку наи­более тяжело загруженного фундамента с учетом влияния загружения соседних фундаментов.

117 Проектирование оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности)

Опыт строительства некоторых сооружений показывает, что иногда грунты в основании под действием нагрузки, переда­ваемой фундаментом, теряют устойчивость и выдавливаются из-под него в стороны и вверх.

Нарушение устойчивости (прочности) грунтов в основании возможно при передаче фундаментами горизонтальных и выдергивающих сил, при возведении сооружений на нисходящих откосах и при относительно неглубоком заложении фундаментов, в частности при наличии подвалов, а также при возведении фун­даментов на скальных породах. Для обеспечения прочности и устойчивости грунтов в основании его рассчитывают по несущей способности как на вертикальные нагрузки, так и на горизонтальные составляющие (на сдвиг по подошве или с основани­ем). Схема разрушения основания, принимаемая в расчете, в ус­ловиях предельного состояния должна быть статически и кине­матически возможна для данного сочетания воздействий и кон­струкции фундамента и сооружения.

Расчет основания по несущей способности производится по условию:

F≤γ_cF_u/ γ_n (1) , где F— расчетная сила, передаваемая на основание от основного и особого сочетаний нагрузок; у_с — коэффициент условий работы в зависимости от вида грунтов в основании (от 0,8 до 1); F_и — сила предельного сопротивления основания, определяемая из условия предельного равновесия грунтов в осно­вании или прочности скальной породы по направлению, соответствующему направлению силы F; у_п — коэффициент надежности в зависимости от класса сооружении (прини-ся 1,1 ... 1,2).

При нескальных грунтах силу F_и определяют по формулам механики грунтов, полученным для отдельных случаев загружения, исходя из условия предельного равновесия, обусловленного касательными напряжениями во всех точках поверхности сколь­жения, в соответствии с выражением: (2), где c_I и φ_I— расчетные значения соответственно удельного сцепления, кПа, и угла внутреннего трения с учетом коэффициента надежности по грунту; σ_I — нормальное напряжение к поверхности скольжения в точке проверки условия предельного равновесия от действия внешней силы заданного на­правления.

В более общем случае вертикальную составляющую предельной силы, действующей на основание сложенное нескальными грунтами, в стабилизированном состоянии СНиП 2.02.01— 83 рекомендует определять по формуле

(4)

где b’ и l’ — приведенные ширина и длина подошвы фундамента, вычис­ляемые по формулам (6); N_γ, N_q, N_c — безразмерные коэффициенты не­сущей способности, определяемые по таблице СНиП; γ_I и γ’_I — расчетные значения удельного веса грунтов, кН/м³, находящиеся в возможной призме выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента, принимаемые с учетом взвешивающего действия воды на глубинах ниже поверхности подземных вод; d — наименьшая глубина заложения фундамента, считая от проектной отметки поверхности планировки или пола подвала, м; ξγ,ξq,ξc—коэффициенты, учитывающие форму подошвы фундамента: ξγ=1-0.25/η; ξq=1+1.5/η; ξc=1+0.3/η (5), где η = l/b — отношение длины к ширине подошвы фундамента при наличии эксцентриситета; η =l’/b’; когда l’/b’< 1 в формулах (5) принимают η = 1.

Значения b’ и l’ определяются по формулам: b’=b-2e_b; l’=l-2e_l (6), где b и l — ширина и длина подошвы фундамента, м; e_b и e_l — эксцентриси­теты равнодействующей силы относительно продольной и поперечной осей подошвы, м.